淬火工艺参数(精)

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职业教育材料成型与控制技术专业教学资源库金属材料与热处理课程

淬火工艺参数

主讲教师：雷伟斌西安航空职业技术学院职业教育材料成型与控制技术专业教学资源库

淬火工艺参数

一、淬火加热规程

淬火加热规程主要指的是在淬火加热工艺中的加热温度、加热速度与保温时间这三个工艺参数，由于奥氏体化程度（成分、组织状态）对淬火钢的组织与性能有着决定性的影响，因此，正确选择与控制淬火加热规程十分重要。

1．淬火加热温度

组騰媽籁锂塵勋嗩變駭諏祸緣硖紋。确定淬火加热温度最基本的依据是钢的成分，即临界点的位置（ Ac1、

Ac3）。亚共析钢淬火加热温度是Ac3＋30~50C，共析钢和过共析钢淬火加热温度是Ac1＋30~50C，这是因为在这样一个温度范围内奥氏体晶粒较细并溶入足够的碳，因此，淬火后可以得到细晶粒的马氏体组织。亚共析钢若

加热到Ac3以下淬火，会因自由铁素体的存在而使硬度不均匀。但过共析钢

中存在少量未溶的二次碳化物，不仅不影响工具钢的硬度和耐磨性，而且通过适当调节过冷奥氏体中的含碳量还可以使马氏体形态得到控制，从而减少马氏体的脆性以及淬火后残留奥氏体的数量。若加热温度太高，将形成粗大马氏体组织使力学性能恶化，同时增加了淬火应力及变形开裂倾向。

选择零件的淬火加热温度还与加热设备、工件尺寸大小、工件的技术要求、工件本身的原始组织、淬火介质及淬火方法等因素有关。空气炉中

加热比在盐浴炉中加热略高10~30C；对形状复杂、截面变化突然、易变形开裂的工件，一般选择淬火加热温度的下限，有时采取出炉后预冷再淬火。为提高较大尺寸零件的表面硬度和淬透深度，淬火加热温度可适当提高，

尺寸较小的零件则应选择稍低的加热温度。采用冷速较慢的油、硝盐等淬

火介质时，加热温度比水淬提高约 20C。当原始组织是极细珠光体时，加

頸燴瀘雖犷尧诼陸紡獸螄餿宮繅悫。热温度应适当降低。

金属材料与热处理课程Ac1(或

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低合金钢淬火加热温度也应根据临界点 Ac1、Ac3来确定，但考虑到合金

元素的影响，为加速奥氏体化又不引起奥氏体晶粒粗化，一般应为Ac3)＋50~100C。

确定中、高合金钢淬火加热温度时，应考虑合金元素的溶解与再分配。强碳化物形成元素与碳可形成稳定碳化物，延缓其溶入奥氏体，同时由于合金元素在奥氏体中扩散较慢、不易均匀化，所以淬火加热温度应适当提高。引起淬火加热温度升高的合金元素有铬、钴、钒、铝、钛等。钢中加人了钨、钼、钛、钒、镍、硅等元素，可降低钢的过热敏感性，允许提高加热温度。锰在高碳钢中可降低临界点，增加过热敏感性，淬火温度应取下限。钼钢由于有较高的脱碳敏感性，也不宜在高温加热。

运用马氏体、贝氏体形态的形成规律来指导淬火加热规范的优选，具有十分重要的现实意义。低碳马氏体钢由于受到低淬透性的限制，往往采用高温淬火以利于实现沿截面的整体强韧化。中碳及中碳合金钢适当提高淬火温度，将抑制片状孪晶马氏体的形成，能获得较多的韧性较高的板条马氏体。高碳钢采用低温淬火或快速加热来限制奥氏体中固溶的碳含量，可以增加淬火组织中板条马氏体的量，减少片状马氏体中的显微裂纹，从而减少钢的脆性。此外，提高淬火温度及延长保温时间使奥氏体中含碳量提高，将降低马氏体临界点，从而增加残留奥氏体量。

表1列出了部分常用钢的临界点与淬火加热温度。

表1部分常用钢的淬火加热温度

撐夺钾亏钬頒儲鲨亚躪腾莶缁泞鹈。钢号临界点/℃淬火温度/℃钢号临界点/℃淬火温度/℃Ac1Ac3，AcmAc1Ac3，Acm820～840C45724780盐水40SiCr755850900～920C油或水840～860C碱浴780～800C盐T10730800水35CrMo755800850～870C油或水810～830C硝盐、碱浴金属材料与热处理课程职业教育材料成型与控制技术专业教学资源库CrWMn750940830～850C755810840～870C油60Si2Mn油850～870C油9SiCr770870860～880C碱20CrMnTi740825830～850C油浴、硝盐Cr12Mo81012001020～760830850～870C油V30CrMnSi1150C油W18Cr482013301260～720843860～890C油V20MnTiB1280C油40Cr743782850～870C730780820～860C油40MnB油60Mn727765850～870C800940930～950C油38CrMoAl油二、加热与保温时间

加热与保温时间由工件入炉后炉温到达指定温度所需时间 t1、工件透烧

时间t2及组织转变所需时间 t3所组成。

t1与设备功率及装炉量、工件尺寸等有关。设备功率大，加热速度快，

t1就短。盐浴炉加热比箱式炉快，而燃油、燃气炉又比电炉加热时间要短。

例如，25mm100mm的工件，在1000C盐浴炉中加热时仅需4min即可透烧，而在1000℃的马弗炉中则需40min。

工件透烧时间t2主要取决于工件形状及尺寸，也与材料本身的导热性有关。

组织转变所需时间t3，对于碳钢及低合金结构钢，由于碳化物溶解较快，透烧后一般保温5-15min就足够了。对于中合金结构钢，可保温15-25min。对形成稳定碳化物的合金元素含量较高的钢，必须考虑合金元素的溶解和成分均匀化所需的时间，以发挥合金元素提高淬透性的作用。

生产中常用“加热系数”来估算加热时间，该时间按工件入炉后仪表指示到指定温度时开始计算：

澩饈鈺鶻痙銩复徕轭怼眯烁巅碜赓。t＝ KDeff

式中， 为加热系数（表 2）；Deff为工件有效厚度（图 2-2）（mm）；K为

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与装炉量有关的系数，一般为 1-1.5。

对于形状复杂但要求变形小的工件，或高合金钢制的工件、大型合金钢锻

件，必须考虑限速升温或阶梯升温，以减小变形及开裂倾向。否则，由于

画壞蠻籟騏谒襤鼍礎庙畫则縣鷸僑。工件温度不均匀将在加